一场直抵内核的科学教育革新
■本报记者 俞水 刘宁
11岁那年,爱迪生惊喜地发现自己拥有了一个“麻雀虽小、五脏俱全”的实验室。这是母亲在自家地窖里为他开辟的一个摆满废旧物品和瓶瓶罐罐的“角落”世界。在这里,他叩开了科学的大门。
和爱迪生一样,温州市实验小学五年级学生潘心如也有一个坐落在家里的小小实验室。在这里,她有板有眼地研究起了果实长得像“小铃铛”一样的胎生植物秋茄,还搞出了大名堂:凭着科学论文《秋茄生长对赤潮影响的研究》,一举获得第24届全国青少年科技创新大赛一等奖。
所不同的是,有一个“角落实验室”的想法,潘心如并非像爱迪生一样自然萌发,而是孕育于温州市实验小学这个科学大熔炉里。
在这所学校,被师生们津津乐道的,不仅是获得各级科技创新比赛大奖的学生不胜枚举,不仅是学校获得了众多科学教育类奖项,更是科学教师在全校学生中传递着打开科学大门的“钥匙”——找到一个属于你自己的角落,在角落里摆上你最喜欢研究的东西,你就有了自己的“家庭实验室”。
“给予每一个孩子亲历科学研究过程的平等机会”,“找到适合每个孩子发展科学素养的方式”,在校长白莉莉的理念指引下,这所建立起国内最多“家庭实验室”的小学,将科学从生冷名词幻化为滚烫形容词的探索故事渐渐清晰……
当教师从“演奏者”变为“伴奏者”,科学的世界,“小鬼”当家。
小学里的“少年科学院”
挎着望远镜,拎着照相机,和小伙伴一起在山上“寻宝”,前方有背着大包、撸着袖子的科学老师开路。这个画面,常常在潘心如的脑海浮现。“寻宝”的地方叫大罗山,位于温州市郊,语文课本里朱自清先生描写的美丽梅雨潭就在这里。发生在大罗山上的神奇故事,潘心如和她的同学都听过:
那是2004年11月的一天,一个孩子由于内急钻进了杨梅树林小便,不一会儿,大家听到林中传出一声大叫,便一起冲了进去,只见那个孩子正趴在一块岩石上,用颤抖的声音对大家说:“我发现了钻石……”原来,在一块150多斤重的石块上镶嵌着大大小小的白水晶。很快,大家又在附近的石壁上发现了几十处水晶洞穴。一群小家伙由此揭开了大罗山上的杨梅又大又甜、畅销海内外的奥秘。
发现秘密的是温州市实验小学第一支课外科考队,这支队伍常常在温州市实验小学科学教师、科技辅导员陈耀的带领下,于双休日出现在神秘的大罗山上。
谈起建立这支队伍的初衷,陈耀感慨万千:“那是为了深化学校科学教育改革而进行的探索。”
温州市实验小学探索科学教育的历史,和校史一样长。
2002年,“商行天下”的温州为打造家门口的优质校,决定创办10所现代化学校,温州市实验小学是其中之一。那一年,正值新课程改革在温州拉开序幕,从零开始的温州市实验小学成为新课程改革的“试验田”。肩挑重任的校长白莉莉,把一些学校看作副科、技能科的科学课列入学校“强学科”建设,确定为学校新课程改革的重要突破口之一。她坚定地认为,科学教育关乎学生实践能力与创新精神的培养,而这,是素质教育的核心要素。
然而,学校新招来的3名科学教师朱小雪、施昌魏和廖贵慧都是来自农村的自然课教师。虽然从形式上看,自然课是科学课的前身,但从理念上看,新旧课程的变化翻天覆地:一种是灌输型教学,一种是探究式学习;一种注重知识传授,一种注重素质养成。“当时我们面临着前所未有的挑战。”教研组长朱小雪说。在学校的重视和两位教师不服输的努力下(廖贵慧第一年教音乐课),科学课教学逐步走上正轨并确立了在学校的优势地位。
2003年,陈耀加盟科学组,凝聚了更多力量的科学教师团队为了进一步实现科学课的理念和要求,在暑假结束时达成共识:引导学生立足科学课堂,延伸课外,让学生成为科学实践的主体,教师从科学教育的“独奏者”变为“伴奏者”。
9月份一开学,朱小雪就迫不及待地在校园里贴了个招募课外科学小组成员的小告示,结果,满心期待的她被泼了冷水。只有9个学生报名!
怎么办?面对这样的尴尬,科学组教师决定,要让事实说话,先带好这批孩子,再让“星星之火”引发燎原之势。
于是,科学组教师帮助这些孩子制订了课内外结合的科学研究方案并予以指导,引领他们带着观察与探究的眼睛走进了神奇的大自然。
王从礼,第一支学生科考队的成员之一。在一次野外考察中,他发现一个水塘里有成千上万个水母形状的物体存在,不知究竟是什么生物,就用瓶子采集回来放在家里养。后来,为了让全校同学认识这种新奇生物,老师把这种“水母”养在学校的实验室里。经过一年的探究,王从礼和他的小伙伴终于揭开了这种生物的面纱,原来,这是一种神秘的淡水水体生物,只适合在温州地区生存,是一个动物新品种,被专家命名为“温州桃花水母”。2004年,在陈耀的辅导下,王从礼等学生的科研课题《追寻桃花水母的踪迹》因对研究古代动物的基因组成有借鉴意义,获得了第18届浙江省青少年科技创新大赛一等奖以及全国劳动技术成果邀请赛一等奖。
这样的成果对科学组教师的鼓舞是巨大的,也成为了更多学生聚集在科学教师身边的“诱饵”。2004年12月,“温州市实验小学少年科学院”正式挂牌成立,随之,航模俱乐部、玩具医院、机器人实验室、哈利·波特科学体验室、F7方程式车队等纷纷设立,学生可以随时“来玩、来学、来创造”。少年科学院俨然成了一个微型科技馆。学校还设立了科技节,举行小发明、航空比赛、四驱车比赛、智力七巧板、“奇思妙想”比赛,等等,校园成了一个科学乐园。
与此同时,参与课外考察的学生又在大罗山脉有了更多科学发现,温州市实验小学科学教育课内外相互促进、相辅相成的氛围形成了,科学教育质量稳步提高。2004年12月,中央教科所组织的“全国小学科学教育研讨会”在这里成功举办。学校获得各种科技比赛大奖的学生也越来越多。学校创办短短两年后,温州市实验小学就有29项学生科学成果获全国、省、市级奖项,获奖学生100多名。2005年4月,科学教研组被评为温州市“劳模集体”。在很多人看来,温州市实验小学的科学教育走向了辉煌。
当现代家庭容不下孩子的一个小小科学角落,科学教育,面临尴尬。
绿豆引发的科学课变革
然而,这种“辉煌”在校长白莉莉看来,与科学教育的最终目标还很远。
“我们是有几千名学生的学校,现在的科技活动毕竟只有少数学生参加。科学实践应该面向人人,要让每个孩子都亲历科学研究的过程。”2005年,面对载誉归来的科学组教师和获奖学生,白莉莉十分冷静。“哪怕没有一个奖项,但所有的学生都不人云亦云,都会提出问题,都有独立见解,都善于反思和总结,我就会感觉我们的教育真正有效。”
校长白莉莉的一席话,让科学组教师一下子清醒了很多。他们认识到,领奖台再华丽、奖杯再耀眼,都不是科学教育的最终目的。素质教育的核心目标——科学精神、实践能力、创新意识才是科学教育的终极追求。把精力配置从“塔尖”转移到“塔基”,才更接近科学教育的本质。
如何实现这样的目标?正当大家苦思而不得其解时,“绿豆在现代家庭中惨遭不幸”的故事给了陈耀启发。
那是在五年级的科学课上,《科学》教材第一单元要求学生通过实验,综合体验阳光、温度、水对绿豆种子发芽的影响。到了第三节课《从实验中获得信息》时,陈耀傻了眼:请研究改变绿豆种子发芽水条件的学生汇报研究结果时,举手的学生不到原先登记实验人数的一半,当汇报改变温度条件对绿豆种子发芽的影响时,举手的学生只有1名。
“为什么没有做实验?”
“材料被保姆倒掉了”、“绿豆被妈妈扔掉了。”多数同学回答。
经过统计,陈耀发现,全班36名学生,实验材料被大人故意或者不小心扔掉的有19人,实验失败的只有3人。在后面的平行班教学中,也出现了类似的问题。
原来问题出现在家庭,陈耀沮丧地感到问题的严重性。他数了数,仅五年级上半年,科学课需要学生在家中进行的实验就有15个,进行这些实验的效果直接关系到课堂教学的成败,其过程对学生科学素质的养成极为重要。
“现代家庭,竟容不下孩子的一个小小科学角落。”挫折中的陈耀不禁想起自己在农村度过的快乐童年,那时,他拥有的“科学角落”数不胜数:在叔叔做木工的房间,他学会了制作为温州鼓词伴奏用的鼓词琴;在家门口的菜园里,种植丝瓜、四季豆的经历让他了解了大自然的奥秘;在爷爷家楼梯下面的黑角落里,将手电筒对准画着各种图案的玻璃片,图案投影在墙壁上成了“电影”,让他走进了光影的世界……
“能不能让我们学校的每个孩子,也在家里有个‘科学角落’?!”陈耀的提议让同事们感到惊喜无比。“尝试一下吧。”老师们说。于是,“角落中的世界”行动率先在陈耀和廖贵慧老师任教的班级中开始试验。
当看到五年级学生金彬彬建成了全校第一个家庭实验室时,陈耀兴奋得像个大孩子。在阳台上,天平秤、酒精炉、显微镜和一张实验桌挤掉了爷爷的跑步机,这样建成的简易实验室,成为了金彬彬流连忘返的乐园。
在班主任的配合和金彬彬的带动下,更多学生在家里建起了实验角落。陈耀再次给学生布置了绿豆发芽实验,效果让他惊喜极了:93%的学生认真完成了实验,且课堂气氛活跃,学生讲述实验过程时激动又兴奋。陈耀还发现,小小的科学角落,不仅能让学生产生强烈的责任感,更能让家长领略到孩子的科学热情,家庭和学校里的科学热度都会升温。最重要的是,每个学生都能参与其中的普遍性和注重实践过程对学生产生影响的长远性,与校长白莉莉希望科学教育实现的两个拓展——“向每个学生拓展、向学生的学习全程拓展”完全契合。
2006年9月,科学教研组决定将这项活动在三至六年级学生中全面普及。由于从三年级开始到毕业,学生在校时间约有1000天,所有的“家庭实验室”又隶属于1个少年科学院,这项行动被命名为“一千零一夜家庭实验室计划”。
当每一个孩子都拥有了自己的“科学领地”,探索途中,风光旖旎。
“家庭实验室”的“星光大道”
一时间,全校兴起了“科学飞入寻常百姓家”的热潮,越来越多的家庭角落被瓶瓶罐罐“占领”,很多冰箱里的食物都被实验材料挤走了,凡被“征用”处,严禁他人随意出入和碰撞。
潘心如就是在自家实验室里,进行了秋茄种植对比实验,发现了秋茄可以抑制赤潮现象,成了学校里的科学小明星。
五(3)班的黄翰慧,则在家里摆上了蜘蛛丝。她和同学赵王越发现,蜘蛛丝被扭转600圈都不会断,进而得出结论:蜘蛛丝的抗扭转能力很好,而且扭转后不会反弹(与金属的记忆能力相似),可适用于高层建筑与桥梁的建设以及攀岩、救援等。两人共同完成的论文《蜘蛛丝记忆行为的新发现》刚刚荣获第24届浙江省青少年科技创新大赛一等奖。
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